精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
以甲醇为替代燃料是解决我国石油资源短缺的重要措施.
(1)CO、CO2可用于甲醇的合成,其相关反应的热化学方程式如下:
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-102.5kJ?mol-1
CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-42.9kJ?mol-1
则反应CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=
 
kJ?mol-1
反应CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)的平衡常数K的表达式为
 
.
(2)用CO2合成甲醇时可选用亚铬酸锌(ZnCr2O4)或CuCl为催化剂.
①工业制备亚铬酸锌是用CO还原ZnCrO4?H2O,同时生成ZnO.该反应的化学方程式是
 
.以亚铬酸锌为催化剂时,工业上的适宜温度是:350℃~420℃,可能的原因是
 
.
②CuCl是不溶于水的白色固体,制备时向CuCl2溶液中加入过量铜粉,发生反应CuCl2+Cu═2CuCl.在实验过程中应先加入浓盐酸,发生反应CuCl+HCl?H[CuCl2].反应结束后将溶液倒入蒸馏水中有CuCl生成.实验过程中加入浓盐酸的目的是
 
.当c(Cl-)=2×10-3 mol?L-1时,c(Cu+-)=
 
 mol?L-1.已知:Ksp(CuCl)=1.7×10-7
(3)直接甲醇燃料电池结构如图所示,则负极反应是
 
.
考点:热化学方程式,化学电源新型电池,化学平衡常数的含义,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)根据盖斯定律及题中热化学方程式计算出反应CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)的△H;根据化学平衡常数的概念及表达式写出反应CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)的平衡常数K的表达式;
(2)①根据题干信息“制备亚铬酸锌是用CO还原ZnCrO4?H2O,同时生成ZnO”确定反应物、生成物,然后写出反应的化学方程式;催化剂在一定温度下才能具有较强的催化活性;
②根据浓盐酸发生的反应结合平衡移动原理来解释,根据CuCl的Ksp=c(Cu+)?c(Cl-)计算出c(Cu+);
(3)燃料电池中,负极失去电子发生氧化反应,甲醇在反应中被氧化,所以负极反应为甲醇失去电子生成二氧化碳的反应.
解答: 解:(1)①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-102.5kJ?mol-1
②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-42.9kJ?mol-1
根据盖斯定律①-②可得:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-102.5kJ?mol-1-(-42.9kJ?mol-1)=-59.6kJ?mol-1;
反应CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)的平衡常数K的表达式为:K=
c(CO2)?c(H2)
c(CO)?c(H2O)
,
故答案为:-59.6;K=
c(CO2)?c(H2)
c(CO)?c(H2O)
;
(2)①制备亚铬酸锌(ZnCr2O4)是用CO还原ZnCrO4?H2O,同时生成ZnO,反应的化学方程式为:2ZnCrO4?H2O+3CO=ZnO+ZnCr2O4+3CO2+2H2O;
催化剂在一定温度下才能具有较强的催化活性,以亚铬酸锌为催化剂时,工业上的适宜温度是:350℃~420℃,说明此时催化剂亚铬酸锌的活性最大,
故答案为:2ZnCrO4?H2O+3CO=ZnO+ZnCr2O4+3CO2+2H2O;此时催化剂亚铬酸锌的活性最大(或温度升高,反应速率增大);
②制备CuCl时,向CuCl2溶液中加入过量铜粉,发生反应CuCl2+Cu═2CuCl,在实验过程中应先加入浓盐酸,发生反应CuCl+HCl?H[CuCl2],由此可见加入浓盐酸可以促使平衡正向移动,这样可以防止CuCl固体覆盖在Cu表面,影响反应的进行;
当c(Cl-)=2×10-3 mol?L-1时,CuCl的Ksp=c(Cu+)?c(Cl-),则c(Cu+)=
Ksp
c(Cl-)
=
1.7×10-7
2×10-3
=8.5×10-5mol/L,
故答案为:促使平衡正向移动,防止CuCl固体覆盖在Cu表面,影响反应的进行;8.5×10-5;
(3)燃料电池中,负极发生氧化反应,甲醇在反应中被氧化成二氧化碳,所以负极电极反应为:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+,
故答案为:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+.
点评:本题考查了热化学方程式、化学新型燃料电池及工作原理、化学平衡常数的概念及表达式、难溶电解质的沉淀溶解平衡,题目难度中等,试题涉及的知识点较多,注意掌握原电池工作原理、化学平衡常数的计算方法,能够根据盖斯定律书写目标热化学方程式.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

中学常见物质A、B、C、D、E、X,存在如图转化关系(部分生成物和反应条件略去).下列推断不正确的是(  )
A、若D为NaCl,且A可与C反应生成B,则E可能是CO2
B、若D是一种强碱,则A、B、C均可与X反应生成D
C、若D是一种白色沉淀,在空气中最终变成红褐色,则A可能是铁
D、若D是一种弱酸,则A既可以是单质,也可以是化合物,且D可与铜反应生成B或C

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

某同学做“铝热反应”的实验.查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3
熔点、沸点数据如下:
物质AlAl2O3FeFe2O3
熔点/℃660205415351462
沸点/℃246729802750--
(1)铝热反应方程式为
 
.
(2)下列能与Al发生铝热反应的有
 
.(填序号)
A、MnO2         B、Na2O     C、MgO       D、FeO
(3)据上表数据该同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金.若证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝,所用试剂是
 
.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

糖尿病是由于体内胰岛素紊乱导致的代谢紊乱综合症,以高血糖为主要标志.长期摄入高热量食品和缺少运动都易导致糖尿病.
(1)血糖是指血液中的葡萄糖 ( C6H12O6).下列说法正确的是
 
(填字母序号).
A.葡萄糖属于碳水化合物,分子可表示为 C6(H2O)6,则每个葡萄糖分子中含6个H2O
B.糖尿病人尿糖也高,可用新制的氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖
C.葡萄糖可用于制镜工业
D.淀粉水解的最终产物是葡萄糖
(2)糖尿病人不可饮酒,酒精在肝脏内可被转化成有机物 A.A 的实验结果如下:
①通过样品的质谱测得 A 的相对分子质量为60.
②核磁共振氢原子光谱能对有机物分子中同性氢原子给出相同的峰值 (信号),根据 峰值 (信号) 可以确定分子中氢原子的种类和数目.例如:乙醇 (CH3CH2OH) 有三种氢原子 (如图1).经测定,有机物 A 的核磁共振氢谱示意图(如图2).
③将A溶于水,滴入石蕊试液,发现溶液变红.
试推导写出 A 的结构简式为
 
.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

有一块表面氧化成氧化钠的金属钠,质量是5.4g,将它投入到100g水中完全反应后,收集到标况下1.12L的气体,试计算:
(1)未被氧化的金属钠的质量是多少克?
(2)被氧化成氧化钠的金属钠的质量是多少克?
(3)反应后所得溶液的物质的量浓度是多少?(假设溶液的体积不变)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

质子核磁共振谱是研究有机化合物结构的有力手段之一.结构中的等效氢原子核磁共振谱中都给出了相应的峰值 (信号),谱中峰的强度与结构中的H原子数成正比.试回答,结构简式为如图所示的有机化合物:
(1)在核磁共振谱中观察峰给出的强度之比为
 
.
(2)1mol该化合物可以与
 
 mol溴水发生反应,可与
 
mol NaOH反应.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2.T的基态原子外围电子(价电子)排布式为
 
,Q2+的未成对电子数是
 
.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

某芳香族化合物H常用作防腐剂,H可利用下列路线合成:

已知:
①A是相对分子质量为92的烃;
②
KMnO4/H+
(-R1、-R2表示氢原子或烃基);
③
④D的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积之比为1:1.回答下列问题:
(1)A的分子式为
 
,由A→B的反应试剂和反应条件为
 
.
(2)写出C→D的反应方程式:
 
.
(3)同时符合下列条件的E的同分异构体共有
 
种.
①能发生银镜反应    ②能使FeCl3溶液发生显色反应.
(4)检验F中含氧官能团的试剂为
 
(填试剂名称),由F→G的反应类型为
 

(5)H的结构简式为
 
.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是(  )
A、1L 0.1mol?L-1的氨水中含有的NH3?H2O分子数为0.1NA
B、电解精炼铜时,若阳极质量减少6.4g,则电路中转移电子数为0.2NA
C、标准状况下,2.24L的二氯甲烷中含有的碳氯共价键的数目为0.2NA
D、一定条件下,4.6g NO2和N2O4混合气体中含有的N原子数目为0.1NA

查看答案和解析>>

同步练习册答案